科学家直接观测到重费米子量子纠缠

日本大阪大学和广岛大学科学家合作，首次在铈铑锡（CeRhSn）材料中直接观测到受普朗克时间（量子力学最小时间单位）调控的重费米子量子纠缠现象。这项发表于《自然》合作期刊《npj量子材料》的研究，为开发基于固态材料的新型量子计算机开辟了新途径。

重费米子是固体中传导电子与局域磁性电子强相互作用形成的“增重版”电子，其引发的非常规超导等特性一直是凝聚态物理研究热点。铈铑锡材料具有独特的准笼目晶格结构，以拥有“几何阻挫效应”著称。几何阻挫效应指某些特定几何结构的物理系统，由于无法同时满足内部所有竞争相互作用，系统无法达到能量最低的稳定状态，而引发一系列奇异量子现象。

实验发现，在几何阻挫作用下，铈铑锡内电子的有效质量急剧增加，形成重费米子。更惊人的是，在高温环境下，这些重费米子不再遵守普通金属世界里的规则，而是变为非费米子液体，其寿命更逼近10-43秒的普朗克时间极限。

最新发现不仅帮科学家进一步深化了对量子纠缠本质以及重费米子之间复杂相互作用的理解，更开辟了在固态材料中操控量子态，从而构建新型量子计算机的新途径。